1.4势能及其改变同步练习（Word版含答案）

2021-2022学年春季学期（鲁科版2019）必修第二册 第一章第4节 势能及其改变
班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________
一、单选题
1、 如图所示，一子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的未块，子弹未穿透木块，假设子弹与本块之间的作用力大小恒定，若此过程中产生的内能为5J。则此过程中术块动能不可能增加了（ ）
A．8J B．4J C．3.8J D．2.4J
2、 如图，“天问一号”火星探测器在发射的初始阶段加速上升，此过程中探测器的（ ）
A．重力势能减小 B．重力势能增加 C．动能逐渐减小 D．动能保持不变
3、 随着人们生活水平的提高，小汽车已经走进了千家万户。小强刚拿到了驾照，在一平直公路上练习开车。已知小汽车的质量为m，发动机的额定功率为P，运动过程中，小汽车所受的阻力与其速率成正比，，k为常量。下列说法正确的是（ ）
A．小汽车在匀加速启动的过程中，牵引力恒定不变
B．若小汽车以额定功率启动，则小汽车从静止开始做匀加速运动
C．小汽车能达到的最大速度为
D．若小汽车以额定功率从静止启动，经过时间t达到最大速度，则这一过程中小汽车克服阻力做的功为
4、 2019年国庆小长假，雪晴同学外出旅游，到一家农家乐餐厅就餐时发现，店内竟有真驴在拉磨，如图所示。假设驴拉磨的平均作用力大小为500 N，运动的半径为1 m，则驴拉磨转动一周所做的功为（ ）
A．0 B．500J C．500πJ D．1000πJ
5、 从某高处自由释放一个物体，取地面为重力势能零点，该物体的机械能E和重力势能Ep随着物体距地面的高度h变化如图所示。重力加速度g=10m/s2，则（ ）
A．物体质量为8kg
B．h=0时物体的速率为m/s
C．从自由释放到落地前的瞬间，物体动能增加80J
D．物体下落过程中受到5N的阻力
6、 如图，若运动员将双手间的握距收窄一拳的距离，则在最高点平衡时人对杠铃的作用力F与抓举过程中人对杠铃做功W的变化情况为（ ）
A．F不变，W增大 B．F增大，W不变
C．F不变，W减小 D．F减小，W不变
7、 神舟十三号载人飞船入轨后经历多次机动变轨，于北京时间10月16日6时56分与空间站组合体成功实现自主快速交会对接，顺利完成入轨状态设置，成功对接于天和核心舱径向端口，如图所示，假设神舟十三号载人飞船A与天和核心舱B（均可看成质点）对接前分别在轨道1和轨道2上做圆周运动。神舟十三号载人飞船A在适当位置经短时加速变轨后与轨道2上运行的天和核心舱B于P点实现对接，不计飞船发动机喷气的质量损耗，下列说法错误的是（ ）
A．A在轨道1上运行时的加速度大于在轨道2上运行时的加速度
B．随着航天技术的发展，可以实现飞船与空间站的同轨加速追及对接
C．A与B对接后在高轨道的运行速度比A在原轨道的运行速度小
D．在A的变轨过程中，A的引力势能逐渐增加
8、 如图所示，水平的传送带长度为L＝9m，以恒定的速率v=4m/s运动，把一质量为m=1kg的物体无初速的轻放在左端，物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．物体一直受到摩擦力作用 B．物体离开传送带的速度为v=6m/s
C．物体做一直做匀加速直线运动 D．传送物体过程中产生热量8J
9、 如图所示，电梯的质量为，其天花板上通过一轻质弹簧悬挂一质量为的物体。电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动，当电梯上升高度为时，电梯的速度达到，此时物体的速度也为，重力加速度为，则在这段运动过程中，以下说法正确的是（ ）
A．轻质弹簧对物体的拉力所做的功等于
B．钢索的拉力所做的功等于
C．轻质弹簧对物体的拉力所做的功大于
D．钢索的拉力所做的功等于
10、如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮。质量分别为M、m（M>m）的滑块A、B，通过跨过定滑轮的不可伸长的轻绳连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（ ）
A．两滑块组成的系统机械能守恒
B．重力对A做的功等于A动能的增加量
C．轻绳对B做的功等于B势能的增加量
D．两滑块组成系统的机械能损失量等于A克服摩擦力做的功
二、多选题
11、如图所示，倾角为的足够长斜面固定在水平地面上。将质量m1=4kg的小物块A放在斜面上，物块A恰好处于静止状态，如图甲所示。若将质量m2=2kg的物块B放置在斜面底端，使物块B以一定的初速度v0沿斜面向上运动，如图乙所示。物块B沿斜面向上运动的过程中，平均速度与时间的关系为（表达式中各物理量的单位均选用国际单位制中的单位），不计空气阻力，A、B与斜面间的动摩擦因数相同，重力加速度g=10m/s2。则下列结论正确的是（ ）
A．斜面的倾角，斜面与物块间的动摩擦因数
B．物块B在斜面上上升的最大高度为5m
C．物块B经t=2s后恰好返回斜面底端
D．若让物块A从斜面底端以初速度v0沿斜面向上运动，则物块A在运动过程中由于摩擦产生的热量是物块B与斜面摩擦产生热量的两倍
12、如图甲所示，倾角为θ＝37°的传送带以恒定速率逆时针运行，现将一质量m＝2kg的小物体轻轻放在传送带的A端，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，2s末物体到达B端，取沿传送带向下为正方向，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，则（ ）
A．小物体在传送带A、B两端间运动的平均速度为7m/s
B．物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5
C．2s内物体机械能的减少量△E＝24 J
D．2s内物体与传送带摩擦产生的内能Q＝48J
13、如图所示，某质点沿直线运动的v-t图像为余弦曲线，从图中可以判断（ ）
A．在0~t1时间内，合力逐渐减小
B．在0~t1时间内，合力做正功
C．在t1~t2时间内，合力的功率先增大后减小
D．在t2~t4时间内，合力做的总功为零
14、一质量为的物块在长的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，经过到达斜面底端，其重力势能随下滑距离的变化如图所示，重力加速度取。则（ ）
A．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
B．物块下滑时加速度的大小为
C．物块下滑过程中机械能守恒
D．物块下滑过程中机械能损失了
15、如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有光滑定滑轮。一轻绳跨过滑轮，其一端与悬挂一物块Q的竖直轻弹簧连接，另一端与斜面上的物块P相连。托住物块Q轻弹簧处于原长时，系统处于静止状态。现将Q由静止释放（未着地），P始终保持静止，已知物块P与Q质量分别为3m与m，，轻绳不可伸长，轻弹簧始终在弹性限度内，以下判断正确的（ ）
A．Q下落过程，P所受的摩擦力一直减小
B．Q下落过程，P所受的摩擦力先减小后增大
C．Q从释放至最低点过程中，Q所受的合力先做正功后做负功
D．Q从释放至最大速度过程中，Q克服弹簧弹力做的功等于重力势能的减少量
三、解答题
16、某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，可以用来测量竖直上下电梯运行时的加速度，其构造如图（a）所示。把一根轻弹簧上端固定在小木板上，下端悬吊0.9N重物时弹簧下端的指针指木板上刻度为C的位置，把悬吊1.0N重物时指针位置的刻度标记为0，以后该重物就固定在弹簧上，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。
（1）请在图中除0以外的6根长刻度线旁，标注加速度的大小，示数的单位用m/s2表示，加速度的方向向上为正、向下为负。说明标注的原理。
（2）如图（b）所示，若以小球的平衡位置0为坐标原点，竖直向下建立x轴。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧始终处于弹性限度内。如果把弹性势能与重力势能的和称为系统的势能，并规定小球处在平衡位置时系统的势能为零，请根据“功是能量转化的量度”，证明：小球运动到0点下方x处时系统的势能。
（3）势能也叫位能，与相互作用的物体的相对位置有关。物体的重力势能总是相对于某一个水平面来说的，选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的，在参考平面上方的物体重力势能是正值，在参考平面下方的物体重力势能是负值：请问弹簧的弹性势能可以是负值吗？请用学过的理论分析论证你的观点。
17、如图所示，传送带与水平面夹角θ=37°，以恒定速率v=10m/s沿顺时针方向转动。现在传送带上端A处无初速度地放一质量m=1kg的小煤块（可视为质点，忽略滑动过程中的质量损失），小煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，已知传送带上A到B的长度L=16m。取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）小煤块刚开始运动时的加速度大小；
（2）小煤块从A运动到B的时间；
（3）从A到B的过程中小煤块和传送带因摩擦而产生的热量。
2021-2022学年春季学期（鲁科版2019）必修第二册 第一章第4节 势能及其改变（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B C D D A B D C D
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AD BD CD AD BC
三、解答题
16、（1）图见解析；（2）证明见解析；（2）说明见解析
17、（1）；（2）；（3）
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